JPS5949411B2 - gas turbine control device - Google Patents

gas turbine control device

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JPS5949411B2
JPS5949411B2 JP3036176A JP3036176A JPS5949411B2 JP S5949411 B2 JPS5949411 B2 JP S5949411B2 JP 3036176 A JP3036176 A JP 3036176A JP 3036176 A JP3036176 A JP 3036176A JP S5949411 B2 JPS5949411 B2 JP S5949411B2
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JP
Japan
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output
signal
gas turbine
upper limit
fuel flow
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JP3036176A
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JPS52113413A (en
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和雄 首藤
達男 長田
育三 藤裏
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明はポンプ、圧縮機、発電機のような被駆動装置
を1軸タービンで定回転駆動するガスタービン制御装置
に関し、2軸またはそれ以上の多軸のフリータービン式
ガスタービンで車両駆動するような可変速度の場合にも
適用し得るガスタービン制御装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a gas turbine control device that drives driven devices such as pumps, compressors, and generators at constant rotation speed using a single-shaft turbine. The present invention relates to a gas turbine control device that can be applied to a variable speed case where a gas turbine drives a vehicle.

ガスタービンは主としてタービン部分の、安全温度限界
内で、最大限の出力を発生させたいので、圧縮機入口空
気温度T1の推移に応動して変動する出力定格、すなわ
ち、T1バイアス付出力定格を定める場合が多い。
Since it is desired that the gas turbine generate the maximum output mainly within the safe temperature limits of the turbine section, an output rating that fluctuates in response to changes in the compressor inlet air temperature T1, that is, an output rating with T1 bias, is determined. There are many cases.

即ち、T1の推移に関係しないT1フラット定格を定め
る場合には、タービン部分の温度が最も高くなるT1最
大の時の出力が、定格出力となり、低いT1においては
、タービン部分の温度が低下するので、ガスタービンの
出力発生能力に余裕のある状態で使用することとなり、
換言すれば、T1が低い時にガスタービンの能力限界ま
で使用しないので、不経済となる。第1図にT1バイア
ス付定格を例示し、同図中、横軸はT1で、縦軸は出力
PSである。曲線aは連続定格出力曲線で、連続的に使
用してもガスタービンの予定寿命が影響されない出力上
限値、曲線bは曲線aよりも10%程度高い水準にある
最大出力限界曲線で、直ちに危険ではないが、予定寿命
に影響し、一定の使用時間制限をもうけて、運転が許可
される。
In other words, when determining a T1 flat rating that is not related to the transition of T1, the output at maximum T1, when the temperature of the turbine section is the highest, becomes the rated output, and at low T1, the temperature of the turbine section decreases. , the gas turbine will be used with sufficient output generation capacity,
In other words, when T1 is low, the gas turbine is not used to its capacity limit, which is uneconomical. FIG. 1 illustrates the T1 bias rating, in which the horizontal axis is T1 and the vertical axis is output PS. Curve a is the continuous rated output curve, which is the upper limit of output that will not affect the expected life of the gas turbine even if it is used continuously, and curve b is the maximum output limit curve, which is about 10% higher than curve a, and is immediately dangerous. However, it affects the expected lifespan and is allowed to operate with certain usage time restrictions.

曲線A,bは、個々の設計されたガスタービン毎に異な
るが、右下りの傾斜が、たとえばT1=10゛Cの上昇
に対し、PSの低下は10%程度となる。
Curves A and b differ for each designed gas turbine, but when the slope is downward to the right, for example, for an increase of T1=10°C, the PS decreases by about 10%.

このようなガスタービンにおいて、曲線a以下の出力状
態、即ちA領域では自由な使用を許し、曲線aとbの間
のB領域では、運転状態がその領域に突入したならば、
先ず警報を発し、被,駆動装置あるいはさらにその負荷
装置の制御部に負荷軽減の自動操作を開始させる信号を
発信し、それでもなお一定時間、B領域内に運転状態が
とどまるならば、ガスターピンの出力を曲線a上又は、
その近傍に引き下げ、なお、十分に低水準に負荷状態が
下がらない場合は、ガスタービンを遮断停止し、曲線a
の上方のC領域に運転状態を突入させない自動的な出力
水準制御装置の具体的な方法を提供する。
In such a gas turbine, free use is allowed in the output state below curve a, that is, region A, and in region B between curves a and b, if the operating state enters that region,
First, an alarm is issued, and a signal is sent to the control unit of the driven device or its load device to start automatic load reduction operation, and if the operating state still remains within region B for a certain period of time, the output of the gas star pin is on curve a or
If the load condition does not fall to a sufficiently low level, the gas turbine is shut off and stopped, and the curve a
To provide a concrete method for an automatic output level control device that does not cause the operating state to enter the C region above the .

この制御装置は、ガスタービンとその被駆動装置の用途
が、緊急非常時等に使用される場合に上記したB領域内
での自動的運転制限を解除し、さらに、自動遮断停止機
能の停止を可能にするのに、操作及び、構成部材のいず
れもが簡単で経済的に行ない得るものであり、さらにま
た被駆動装置の都合で、T1フラツト定格にするにも、
同じく簡5単、経済的になし得るものとしてある。
This control device cancels the automatic operation restriction within the B area described above when the gas turbine and its driven equipment are used in emergencies, etc., and also stops the automatic shutoff function. Both the operation and the components are simple and economical to make possible, and the driven equipment also allows for a T1 flat rating.
Similarly, it is easy to do and can be done economically.

大気圧力変動の少ない環境で使用される例えば定置され
たガスタービンにおいては、ガスタービンの出力は燃料
流量WFによつてほぼ定まり、第1図の曲線a及びbは
、第2図の燃料流量曲線a″こ及びB5に置換できる。
For example, in a stationary gas turbine used in an environment with little atmospheric pressure fluctuation, the output of the gas turbine is approximately determined by the fuel flow rate WF, and the curves a and b in Fig. 1 are similar to the fuel flow rate curves in Fig. 2. It can be replaced with a'' and B5.

第2図の曲線A5は連続定格燃料流量WFR曲線、曲線
b′は最大限界燃料流量WFMX曲線と仮称する。
Curve A5 in FIG. 2 is tentatively named continuous rated fuel flow rate WFR curve, and curve b' is tentatively named maximum limit fuel flow rate WFMX curve.

曲線a″と曲線b″の示す燃料流量差は以後Xで代表呼
称する。 4以下、この発明の実
施例を図面にしたがつて説明する。第3図において、外
部装置(図示せず)から燃料流dは、ポンプ1で加圧さ
れ、流量計量弁装置2の流入口2aに流入し、弁開閉軸
3の弁開角φによつて定まつた燃料流量WFが、流出口
2bより、今開らかれている遮断弁4を通過して、最終
的にはガスタービン100の燃焼室101内に噴射され
て燃焼される。なお、102は圧縮機、103はタービ
ン、104は発電機のような被駆動装置である。2cは
ポンプ1による吐出流量とWFの差即ち余じようの燃料
流を、ポンプ1の入口側に帰還させるバイパスロである
The difference in fuel flow rate shown by curve a'' and curve b'' will be referred to as X hereinafter. 4 Below, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 3, a fuel flow d from an external device (not shown) is pressurized by a pump 1, flows into an inlet 2a of a flow metering valve device 2, and is controlled by a valve opening angle φ of a valve opening/closing shaft 3. The determined fuel flow rate WF passes through the currently opened shutoff valve 4 from the outlet 2b, and is finally injected into the combustion chamber 101 of the gas turbine 100 and combusted. Note that 102 is a compressor, 103 is a turbine, and 104 is a driven device such as a generator. Reference numeral 2c denotes a bypass valve that returns the difference between the discharge flow rate of the pump 1 and WF, that is, the residual fuel flow, to the inlet side of the pump 1.

5は、最小値選択機で、回転自由の出力軸6は、弁開閉
軸3に軸結されており、受板部7が設けてある。
Reference numeral 5 denotes a minimum value selector, and a freely rotatable output shaft 6 is axially connected to the valve opening/closing shaft 3, and a receiving plate portion 7 is provided.

8は出力軸6に常時弁開方向に開弁させるようにばね力
を付勢しているスプリングである。
Reference numeral 8 denotes a spring that applies a spring force to the output shaft 6 so as to always open the valve in the valve opening direction.

9はガスタービン100を減速する時、失火を防止する
ための減速燃料流量WDECを定める目的の減速レバー
であるが、図示以外の方法によつてもさしつかえないも
のである。
Reference numeral 9 denotes a deceleration lever for determining the deceleration fuel flow rate WDEC to prevent misfire when decelerating the gas turbine 100, but methods other than those shown may also be used.

10は調速レバー、11は出力上限レバー、12は加速
レバーで、いずれも入力レバー軸13の回りに各々独立
に回転自在な信号入力レバーである。
10 is a speed control lever, 11 is an output upper limit lever, and 12 is an acceleration lever, all of which are signal input levers that are independently rotatable around an input lever shaft 13.

弁開角φ、即ち燃料流量WFは上記3個の信号入力レバ
ー10,11,12のうちの最下位のもので決定される
。20は調速機で、回転検出器21、回転設定器22、
調速演算器23、信号一角度位置変換機24からなり、
連結棒25を介して、調速レバー10と連結されガスタ
ービン100の調速機能をはたす公知のものである。
The valve opening angle φ, that is, the fuel flow rate WF is determined by the lowest one of the three signal input levers 10, 11, and 12. 20 is a speed governor, which includes a rotation detector 21, a rotation setting device 22,
Consists of speed governor calculator 23, signal angle position converter 24,
This is a known device that is connected to the speed regulating lever 10 via the connecting rod 25 and performs the speed regulating function of the gas turbine 100.

30は回転変換機で、回転一油圧力変換機31及び油圧
カー位置変換機32より成り、加速レバー12と連結さ
れていて、急加速時の圧縮機102のサージ防止のため
の加速燃料流制限及び、前記減速レバー9との組合せに
よつて、急減速時における失火防止のための減速燃料制
限機能をはたす公知のものである。
Reference numeral 30 denotes a rotation converter, which is composed of a rotation-hydraulic pressure converter 31 and a hydraulic car position converter 32, and is connected to the acceleration lever 12, and is used to restrict the acceleration fuel flow to prevent surges in the compressor 102 during sudden acceleration. In combination with the deceleration lever 9, this is a known device that performs a deceleration fuel limiting function to prevent misfires during sudden deceleration.

40は電動サーボ式の出力上限設定機、41は電動サー
ボ作動機で、電動機42で歯車機構43を介して、回転
駆動される作動機レバー44と、今1つの歯車機構45
を介して、ワイパー46が回転駆動されるポテンシオメ
ータ47を有し、連結棒48を介して出力上限レバー1
1の位置決めを行なう。
40 is an electric servo-type output upper limit setting device; 41 is an electric servo actuator; an actuator lever 44 that is rotationally driven by an electric motor 42 via a gear mechanism 43; and a gear mechanism 45.
The wiper 46 has a potentiometer 47 which is rotationally driven, and the output upper limit lever 1 is connected to the output upper limit lever 1 via a connecting rod 48.
1 positioning is performed.

50は定電圧発生器、51,52は低燃料流量信号電圧
EPPをM点に発生させる非感温抵抗体よりなる抵抗分
圧型の低然料流量信号発信器、53,54,55は同じ
く非感温抵抗体よりなる抵抗分圧型の高燃料流量信号発
信器で、N点に高燃料流量信号電圧EPFを発生させる
ようになつている。
50 is a constant voltage generator, 51 and 52 are resistive voltage division type low fuel flow rate signal transmitters made of non-temperature sensitive resistors that generate low fuel flow signal voltage EPP at point M, and 53, 54 and 55 are also non-temperature sensitive resistors. This is a resistive voltage division type high fuel flow signal transmitter made of a temperature sensitive resistor, and is designed to generate a high fuel flow signal voltage EPF at the N point.

56,57は同じく抵抗分圧型のT1信号発信器で、5
6はガスタービン100の圧縮機102の流入空気中に
配置されたT1検出用の感温抵抗体、57は非感温抵抗
器であり、0点にT1信号電圧ETlを発生させるもの
である。
56 and 57 are also resistive voltage divider type T1 signal transmitters;
Reference numeral 6 denotes a temperature-sensitive resistor for detecting T1, which is placed in the air flowing into the compressor 102 of the gas turbine 100, and 57 is a non-temperature-sensitive resistor, which generates the T1 signal voltage ETl at the zero point.

60はO点のTl5信号電圧ETlを受けて上限出力T
1補正信号電圧ETBを発生出力するT1増巾器、61
は起動燃料積分器、62は加算器で、3つの入力端子6
2a,62b,62cから受けた入力信号を加算して上
限出力燃料信号Eを出力端子62dに出1C力する。
60 receives the Tl5 signal voltage ETl at the O point and outputs the upper limit output T.
T1 amplifier that generates and outputs 1 correction signal voltage ETB, 61
is a starting fuel integrator, 62 is an adder, and three input terminals 6
The input signals received from 2a, 62b, and 62c are added to output an upper limit output fuel signal E to the output terminal 62d.

63は電気サーボ増巾器で、正入力端子63aと負入力
端子63bと電動機42に電気接続された出力端子63
cを有する。
63 is an electric servo amplifier, which has a positive input terminal 63a, a negative input terminal 63b, and an output terminal 63 electrically connected to the electric motor 42.
It has c.

70は第1起動燃料継電器84の常開接点、71はその
常閉接点、72は第2起動燃料継電器1.85の常開接
点、73はその常開接7へ 74は出力上限変更継電器
98の常開接点である。
70 is the normally open contact of the first starting fuel relay 84, 71 is its normally closed contact, 72 is the normally open contact of the second starting fuel relay 1.85, 73 is the normally open contact 7, 74 is the output upper limit change relay 98 It is a normally open contact.

80はガスタービンの起動指令器で、起動スイツチ81
、停市スイツチ82、起動指令演算器83及び前記の第
1起動燃料継電器84の励磁コイル96及び2第2起動
燃料継電器85の励磁コイル97とその他の図示してい
ない保安その他の機能器を含むものよりなつている。
80 is a start command device for the gas turbine, and a start switch 81
, a stop switch 82, a start command calculator 83, an excitation coil 96 of the first start fuel relay 84, an excitation coil 97 of the second start fuel relay 85, and other safety and other function devices not shown. It's more familiar.

14は近接検出器で、出力上限レバー11に取りつけら
れ、受板部7と出力上限レバー11の相乏互関係が第2
図で説明した燃料流量差X以内に相接近した時、近接信
号を発信するものである。
14 is a proximity detector attached to the output upper limit lever 11, and the mutual relationship between the receiving plate part 7 and the output upper limit lever 11 is the second one.
When they approach each other within the fuel flow rate difference X explained in the figure, a proximity signal is transmitted.

90は近接信号積分器、91は負荷水準判定器、92は
前記した出力土限変更継電器98の励磁コイル、93は
警報発信器、94は遮断弁4の制御.′器、95はガス
タービン100の被駆動装置104の負荷制御装置であ
る。
90 is a proximity signal integrator, 91 is a load level determiner, 92 is an excitation coil of the output earth limit changing relay 98, 93 is an alarm transmitter, and 94 is a control for the shutoff valve 4. 95 is a load control device for the driven device 104 of the gas turbine 100.

つぎに、上記構成の作動について説明する。Next, the operation of the above configuration will be explained.

調速機20の回転設定器22は定格回転の100%回転
に設定してあるからガスタービン回転が100%に達す
るまでは調速レバー10は開きうる最大限の位置WGM
Xにあり、100%回転の近傍で急しゆんな推下線をた
どり調速作動を行なう。もし、さらに回転が上昇した場
合には閉じうる最低限の低位置WGMNにとどまる。こ
れらは第4図において、曲線WGで示されている。回転
変換機301加速レバー12および減速レバー9からな
る加速燃料流量制限及び減速燃料流量制限はそれぞれガ
スタービンの圧縮機サージ及び燃焼の失火を防『する回
転速度に関連した曲線WACC及びWDECで示されて
いる。出力上限設定機40は、起動指令器80と関連し
て時間経過的に作動される。
Since the rotation setting device 22 of the governor 20 is set to 100% of the rated rotation, the governor lever 10 is at the maximum openable position WGM until the gas turbine rotation reaches 100%.
X, and it follows a steep downward thrust line near 100% rotation and performs speed regulating operation. If the rotation increases further, the WGMN remains at the lowest possible closing position WGMN. These are shown in FIG. 4 by curve WG. The acceleration fuel flow limit and deceleration fuel flow limit consisting of the acceleration lever 12 and the deceleration lever 9 of the rotary converter 301 are shown by the rotational speed related curves WACC and WDEC, respectively, to prevent compressor surge and combustion misfire of the gas turbine. ing. The output upper limit setting device 40 is activated over time in conjunction with the activation command device 80.

起動スイツチ81が作動させられると、起動指令演算機
83は、ガスタービンの起動機(図示せず)、点火栓系
統(図示せず)遮断弁制御器94に作動開始信号を伝送
するとともに、第1燃料継電器84の励磁コイル96を
励起し、その常開接点70を閉じ、常閉接点71を開と
する。M点の低燃料流量信号電圧EPPが起動燃料積分
器61の入力端子61aに印加され、出力端子61bに
は時間経過とともに増大する起動燃料流量信号電圧EP
Sが出力され、次の加算器62の第1の入力端子62a
に伝送される。
When the start switch 81 is actuated, the start command calculator 83 transmits an operation start signal to the gas turbine starter (not shown), the ignition plug system (not shown), and the shutoff valve controller 94. 1, the excitation coil 96 of the fuel relay 84 is excited, its normally open contact 70 is closed, and its normally closed contact 71 is opened. The low fuel flow rate signal voltage EPP at point M is applied to the input terminal 61a of the starting fuel integrator 61, and the starting fuel flow rate signal voltage EP, which increases over time, is applied to the output terminal 61b.
S is output, and the first input terminal 62a of the next adder 62
transmitted to.

加算器62の他の入力端子62b及び62cには未だ入
力がないので、電圧EPSはそのまま出力端子62dに
出力され、電気サーボ増巾器63の正入力端子63aに
伝送される。もう1つの電気サーボ増巾器63の負入力
端子63bにはポテンシヨメータ47のワイパー46の
電圧が、作動機レバー44に対応した信号電圧を印加さ
れており、出力端子63cの出力が、次の電動機42に
接続されているので、電圧EPPの時間経過に応じて、
出力上限レバー11を燃料流量WF増大の方向に駆動し
、ガスタービン100の回転が上昇を続ける。ガスター
ビンの回転があらかじめ定めたN1回転に達した時、回
転検出回路(図示せず)からの回転信号を受けた起動指
令演算器83は第2起動燃料継電器85の励磁コイル9
6を励磁し、その常開接点R2,r3を閉じる。これに
よつて、N点の高燃料流量信号電圧EPFは加算器62
の入力端子62bに印加し、同時にT1増巾器60によ
つて発生されている上限出力T1補正信号電圧ETBを
同じく入力端子62cに印加するから、加算器62の出
力端子62dには、これらの加算された信号電圧が出力
され、その結果、出力上限設定機40は高い燃料流LW
SF位置に出力上限レバー11を設定する。
Since there is no input to the other input terminals 62b and 62c of the adder 62, the voltage EPS is output as is to the output terminal 62d and transmitted to the positive input terminal 63a of the electric servo amplifier 63. The voltage of the wiper 46 of the potentiometer 47 and the signal voltage corresponding to the actuator lever 44 are applied to the negative input terminal 63b of the other electric servo amplifier 63, and the output of the output terminal 63c is Since it is connected to the electric motor 42 of
The output upper limit lever 11 is driven in the direction of increasing the fuel flow rate WF, and the rotation of the gas turbine 100 continues to increase. When the rotation of the gas turbine reaches a predetermined N1 rotation, the startup command calculator 83 receives a rotation signal from a rotation detection circuit (not shown) and activates the excitation coil 9 of the second startup fuel relay 85.
6 is energized and its normally open contacts R2 and r3 are closed. As a result, the high fuel flow signal voltage EPF at the N point is determined by the adder 62.
is applied to the input terminal 62b of the adder 62, and at the same time, the upper limit output T1 correction signal voltage ETB generated by the T1 amplifier 60 is also applied to the input terminal 62c. The summed signal voltage is output, and as a result, the output upper limit setting device 40 outputs a high fuel flow LW.
Set the output upper limit lever 11 to the SF position.

ガスタービンは加速を続け、100%回転に達した時、
前記したごとく調速機20の調速動作状態となり、それ
まで主として出力上限レバー11によつて定められてい
た弁開角φは調速レバー10によつて定まるようになり
、その時の被駆動装置104の負荷状態は通常、相当低
い状態にあるから、燃料流量WFはWSFより少なくと
も前記したXもより低い。上に述べた調速動作状態に入
るまでは、出力上限レバー11は受板7に接しているか
ら、近接検出器14は近接信号を発しており、負荷水準
判定器91の働きによつて出力上限変更継電器98の励
磁コイル92は励磁されており、その常開接点74は閉
じているが、調速動作状態に入つて、燃料流量WFl)
′WSFよりもX以上低い状態となれば、近接検出器1
4の近接信号が消失し、近接信号積分器90の働きで所
定の時間を経過した後、負荷水準判定器91が励磁コイ
ル92の励磁を開放し常開接点74は開となる。
The gas turbine continues to accelerate, and when it reaches 100% rotation,
As mentioned above, the speed governor 20 enters the speed governing operation state, and the valve opening angle φ, which had been mainly determined by the output upper limit lever 11, is now determined by the speed governor lever 10, and the driven device at that time Since the load condition of 104 is normally quite low, the fuel flow rate WF is lower than WSF by at least the aforementioned X. Until the speed regulating operation state described above is entered, the output upper limit lever 11 is in contact with the receiving plate 7, so the proximity detector 14 is emitting a proximity signal, and the output is determined by the action of the load level determiner 91. Although the excitation coil 92 of the upper limit change relay 98 is energized and its normally open contact 74 is closed, it enters the regulating operation state and the fuel flow rate WFl)
'If the state is lower than WSF by more than X, the proximity detector 1
After the proximity signal No. 4 disappears and a predetermined time elapses due to the action of the proximity signal integrator 90, the load level determiner 91 releases the excitation of the excitation coil 92, and the normally open contact 74 becomes open.

そのためにN点の高燃料流量信号電圧EPFが最終的な
燃料流量に換算してXだけ増大するように抵抗体53,
54及び55の抵抗値を選択してあり、その結果、出力
土限レバー11は、WSMXの位置まで移動する。
For this purpose, the resistor 53,
Resistance values 54 and 55 are selected, and as a result, the output limit lever 11 moves to the WSMX position.

この場合、第4図のWSMX及びWSFは第2図のWF
MX及びWFRにそれ二ぞれ一致するものとしてある。
以上に述べた諸変数の時間的変化を第5図に示す。
In this case, WSMX and WSF in Figure 4 are WF in Figure 2.
It is assumed that both MX and WFR match.
Figure 5 shows temporal changes in the various variables described above.

出力上限レバー11の作動は時間経過に関連したもので
あるが、被駆動装置104の起動中の負荷条件が定まる
ならば、回転上昇の時間的経過2も定まるから、出力上
限レバー11の作動を回転速度に関連づけることができ
る。第4図の曲線WSはこのようにして得られた出力上
限レバー11の作動を最終的な燃料流量に変換して示し
たものである。
The operation of the output upper limit lever 11 is related to the passage of time, but if the load conditions during startup of the driven device 104 are determined, the time course 2 of the rotation increase is also determined, so the operation of the output upper limit lever 11 is determined. Can be related to rotational speed. The curve WS in FIG. 4 shows the operation of the output upper limit lever 11 obtained in this manner converted into the final fuel flow rate.

第4図において実際の3起動中の燃料流量WFはE,f
,g,h,i,j,kの経路をたどる。上記実施例にお
ける変形手段としてつぎのようなものが案出される。
In Fig. 4, the actual fuel flow rate WF during 3 starts is E, f
, g, h, i, j, k. The following is devised as a modification of the above embodiment.

出力上限設定機40の起動燃料積分器61がない場合は
第4図に示した起動3.中の燃料流量WF等の変せんは
多少異なり、第6図に示すとおりとなるが、起動中のタ
ービン部のより急激な温度上昇率を許るし、より速みや
かな起動が可能となり、両者の得失は相半ばするところ
となる。 4
,さらに起動指令器80における第1起動燃料継電器8
4の励磁コイル96を除去して、第1起動燃料継電器8
4の励磁コイル96の個所に第2起動燃料継電器85の
励磁コイル97を接続し、51と52で示す低燃料流量
信号発生器51,52を取り去り、各接点70,71お
よび起動燃料積分器61も取り去つた場合には、さらに
速みやかな起動が可能となるがタービン103の温度上
昇は許し得る最大限度のものとなり、目的によつては、
より望ましいものとすることもできる。この場合の起動
中の燃料流量WF等の変せんを第7図に示す。ここに述
べた変更は、この発明の関連要素をなすが、基本的なも
のではないことは容易に理解されるであろう。土述した
起動が完了し、定回転運転しているガスタービン100
において、T1が例えば上昇した場合、感温抵抗体56
の電気抵抗値が大となるか呟0点のT1信号電圧ETl
は低下し、T1増巾器60からの出力である上限出力T
1補正信号電圧ETBが低下する。
If the startup fuel integrator 61 of the output upper limit setting device 40 is not provided, the startup 3. shown in FIG. Changes in the fuel flow rate WF, etc. inside the engine are slightly different, as shown in Figure 6, but this allows for a more rapid temperature rise rate in the turbine section during startup, and enables faster startup. The pros and cons of this are evenly divided. 4
, and a first starting fuel relay 8 in the starting command device 80.
By removing the excitation coil 96 of 4, the first starting fuel relay 8
The excitation coil 97 of the second starting fuel relay 85 is connected to the excitation coil 96 of No. 4, the low fuel flow signal generators 51 and 52 shown at 51 and 52 are removed, and the contacts 70 and 71 and the starting fuel integrator 61 are connected. If it is also removed, even faster startup is possible, but the temperature rise in the turbine 103 is at the maximum allowable limit, and depending on the purpose,
It can also be made more desirable. FIG. 7 shows changes in the fuel flow rate WF, etc. during startup in this case. It will be readily understood that the modifications described herein constitute pertinent elements of the invention, but are not essential. The gas turbine 100 has completed the startup described above and is operating at a constant rotation speed.
In the case where T1 increases, for example, the temperature sensitive resistor 56
T1 signal voltage ETl at 0 point whether the electrical resistance value becomes large or not
decreases, and the upper limit output T which is the output from the T1 amplifier 60
1 correction signal voltage ETB decreases.

したがつて、加算器62の出力する上限出力燃料信号E
が低下し、出力上限レバー11がT1上昇に応じて引下
げられる。この時のT1と出力上限レバー11の関係は
第2図の曲線b″に示すWFMXに一致するようにして
ある。次に、定回転運転中に、被駆動装置104の負荷
が増大したならば、調速機20の働きにより、一定回転
を維持するために燃料流量WFが増大される。この増大
された燃料流量WFが第1図のB領域に突入したならば
、近接検出器14が近接信号を発生し、近接信号積分器
90の積分動作によつて所定の時間的なおくれをもつて
、次の負荷水準判定器91の入力端子91aに伝達され
る。負荷水準判定器91は直ちに出力端子91bを通じ
て警報発信器93の入力端子93aに伝達し、警報装置
(図示せず)を作動させ、あるいは、さらに被駆動装置
104の負荷制御装置95の入力端子95a伝達し、負
荷軽減機能を行なわせるなどをするものである。同時に
、負荷水準判定器91はタイマー装置を備えているから
、これを発動させ、時間経過が第1図のB領域内で許容
される限界時間に等しい第1の時間が経過後に、励磁コ
イル92を励磁し、常開接点74を閉じ、N点の高燃料
流量信号電圧EPFを引き下げ、加算器62の出力端子
62dの土限出力燃料信号Eを引き下げるから、出力上
限設定機40は出力上限レバー11を弁閉方向に引き下
げる。この引き下げられる量は第2図のXになつており
、引き下げられた出力上限レバーの位置は、弁開角φを
介して燃料流量WFに換算して第2図のWFR曲線A5
となつているので、ガスタービン100の出力水準は強
制的に第1図の曲線aまで低下させられる。近接検出器
14と受け板7との相対位置関係はまだ近接信号の発信
を続けている状態にあるから、負荷水準判定器91の警
報動作及び負荷軽減動作も続行している。もし、負荷制
御装置95による自動操作、あるいは警報にもとずく手
動操作で負荷軽減量が燃料流量WFを第2図のWFR曲
線a″よりさらにX低位の水準以下となる量を越える以
前に、負荷水準判定器91のタイマー装置の第2の時間
を経過したならば出力端子91cに信号を発信して、遮
断弁制御器94の入力端子94aに伝達し、遮断弁4を
閉としてガスタービン100を停止させるようにしてあ
る。
Therefore, the upper limit output fuel signal E output from the adder 62
decreases, and the output upper limit lever 11 is pulled down in accordance with the rise in T1. The relationship between T1 and the output upper limit lever 11 at this time is made to match WFMX shown by curve b'' in FIG. 2. Next, if the load on the driven device 104 increases during constant rotation operation, , the fuel flow rate WF is increased by the action of the speed governor 20 in order to maintain a constant rotation.When this increased fuel flow rate WF enters region B in FIG. A signal is generated and transmitted to the input terminal 91a of the next load level determiner 91 with a predetermined time delay due to the integration operation of the proximity signal integrator 90.The load level determiner 91 immediately outputs the signal. The signal is transmitted to the input terminal 93a of the alarm transmitter 93 through the terminal 91b to activate an alarm device (not shown), or is further transmitted to the input terminal 95a of the load control device 95 of the driven device 104 to perform a load reduction function. At the same time, since the load level determiner 91 is equipped with a timer device, it is activated and the first time elapsed is equal to the limit time allowed within area B in FIG. After the time elapses, the excitation coil 92 is excited, the normally open contact 74 is closed, the high fuel flow signal voltage EPF at the N point is lowered, and the earth limit output fuel signal E at the output terminal 62d of the adder 62 is lowered, so that the output The upper limit setting device 40 lowers the output upper limit lever 11 in the valve closing direction.The amount of this lowering is indicated by X in FIG. Converted to WF, WFR curve A5 in Figure 2
Therefore, the output level of the gas turbine 100 is forcibly lowered to curve a in FIG. Since the relative positional relationship between the proximity detector 14 and the receiving plate 7 is such that the proximity signal is still being transmitted, the alarm operation and load reduction operation of the load level determiner 91 are also continuing. If, by automatic operation by the load control device 95 or manual operation based on an alarm, the load reduction amount exceeds the amount that causes the fuel flow rate WF to be lower than the level X lower than the WFR curve a'' in FIG. When the second time of the timer device of the load level determiner 91 has elapsed, a signal is transmitted to the output terminal 91c and transmitted to the input terminal 94a of the cutoff valve controller 94, and the cutoff valve 4 is closed and the gas turbine 100 is closed. It is designed to stop.

負荷水準判定器91は、さらに、入力端子91aの入力
信号が消失した時は、すべての機能を復帰するようにな
つているから、その第1の時間以内に燃料流量WFが第
2図のWFR曲線A5以下となるか、第2の時間以内に
燃料流量WFがWFR−X以下となつた場合は、近接検
出器14の近接信号が消失し、近接信号積分器田によつ
て、ある時間おくれをもつて出力上限レバー11は第2
図のWFMX曲線b′に復帰する。近接検出器14が取
り付けられている出力上限レバー11の動きは出力上限
設定機40が電動サーボ作動機であるので、振動もなく
滑らかであるのに対し、近接信号積分器90のもう1つ
の働きは受板7が振動的であるから、検出信号が多くの
振動成分を含むので、これを積分演算して滑らかな信号
と化し、関連する系統の動作を安定なものとするもので
あるので、完全な積分動作が要求されるものでもなく、
近似的に、積分機能をはたせば良い。第3図に示した各
継電器84,85,98は電磁接点型であるが、無接点
のものであつても何らさしつかえない。
Furthermore, the load level determiner 91 is designed to restore all functions when the input signal at the input terminal 91a disappears, so that the fuel flow rate WF reaches the WFR shown in FIG. 2 within the first time. If the fuel flow rate WF becomes less than or equal to curve A5, or if the fuel flow rate WF becomes less than WFR-X within the second time period, the proximity signal of the proximity detector 14 disappears, and the proximity signal integrator causes a delay of a certain period of time. With this, the output upper limit lever 11 is
It returns to the WFMX curve b' in the figure. The output upper limit lever 11 to which the proximity detector 14 is attached moves smoothly without vibration because the output upper limit setting device 40 is an electric servo actuator, whereas the proximity signal integrator 90 has another function. Since the receiving plate 7 is vibrating, the detection signal contains many vibration components, so this is integrated and converted into a smooth signal to stabilize the operation of the related system. It does not require a perfect integral action,
Approximately, it is enough to perform an integral function. Although the relays 84, 85, and 98 shown in FIG. 3 are of electromagnetic contact type, they may be of non-contact type.

同様に、流量計量弁装置2、最小値選択機5、調速機2
0、回転変換機30のいずれも第3図に示すところに完
全に一致した構造を有するものである必要はなく、各々
他の公知のものが適用できる。なお、前に述べた緊急非
常時に使用する場合、第1図のB領域内での自動的な運
転制限動作を解除するためには、第3図のU点に開閉接
点を挿入しこれを開としておき、運転制限操作を運転監
視員の手動操作に依存すれば良い。
Similarly, the flow metering valve device 2, the minimum value selector 5, the speed governor 2
It is not necessary for any of the rotary converters 30 and 30 to have a structure completely matching that shown in FIG. 3, and other known structures can be applied. In addition, when used in the emergency mentioned above, in order to cancel the automatic operation restriction operation in area B in Figure 1, insert the opening/closing contact at point U in Figure 3 and open it. However, the driving restriction operation may be dependent on the manual operation by the driving supervisor.

自動遮断停市機を停市させるには、V点に開閉接点を挿
入し、上記同様とすれば良い。又T1フラツト定格とT
1バイアス定格の切換え可能なものとするには、感温抵
抗器56を排感温抵抗器に置換すればよい。さらに、永
久的にT1フラツト定格とするには、各信号発生器56
,57、増巾器60を取り去れば良い。以上のいずれの
変更方法も、簡単な改造によつて行なうことができ、初
期の目的に合致する。
To stop the automatic cut-off/stop machine, insert an opening/closing contact at the V point and do the same as above. Also, T1 flat rating and T
In order to make it switchable with a bias rating of 1, the temperature sensitive resistor 56 may be replaced with an exhaust temperature sensitive resistor. In addition, for a permanent T1 flat rating, each signal generator 56
, 57, the amplifier 60 can be removed. Any of the above modification methods can be made by simple modifications and meet the initial objectives.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図、第4図ないし第7図は諸特性図、第3
図はこの発明に係るガスタービン制御装置の一例を示す
プロツク系統図である。
Figure 1, Figure 2, Figure 4 to Figure 7 are various characteristic diagrams, Figure 3
The figure is a block system diagram showing an example of a gas turbine control device according to the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ガスタービンに燃料を加圧供給する燃料加圧供給源
1と、ガスタービンに対する供給燃料の流量制御弁機構
2と、ガスタービンを指令された一定回転に回転保持す
るための調速機20と、ガスタービンの出力水準が連続
定格出力曲線の上下領域のいずれにあるかを判別する出
力水準判別器91と、定格回転における燃料流量の上限
値を指令する最大燃料流量信号発生器51と、圧縮機1
02の入口空気温度T_1を検出して最大燃料流量信号
に加算される温度補正信号を発生する補正信号発生器5
6、57、60と、上記両信号発生器からの出力信号を
加算する加算器62と、加算器62の出力が印加されて
最少値選択機5の出力上限レバー11の位置を設定する
出力上限レバー操作機構41、63と、連続定格出力曲
線以上への燃料流量の増大時に回転する出力上限レバー
11の限界位置を検出し出力水準判別器91に一定の負
荷増大信号を伝達する検出器14と、連続定格出力曲線
を越えた出力領域において出力水準判別器91からの信
号を受け負荷増大の警報を発信する警報発信器93と、
連続定格出力曲線を越えた出力領域において出力水準半
別器91からの信号を受け定格回転時に増大したターピ
ンへの負荷を低く制御する信号を発信する負荷軽減用の
発信手段と、定格回転時における連続定格出力曲線を越
えた時点から一定時間経過後に加算器62からの上限出
力燃料信号Eを引き下げて出力上限レバー11を弁閉方
向に制御する制御回路とを具備してなることを特徴とす
るガスタービン制御装置。
1 A pressurized fuel supply source 1 that supplies fuel under pressure to a gas turbine, a flow rate control valve mechanism 2 for supplying fuel to the gas turbine, and a governor 20 that maintains the rotation of the gas turbine at a commanded constant rotation. , an output level discriminator 91 that determines whether the output level of the gas turbine is in the upper or lower region of the continuous rated output curve, a maximum fuel flow signal generator 51 that commands the upper limit value of the fuel flow at the rated rotation, and a compression Machine 1
A correction signal generator 5 detects the inlet air temperature T_1 of 02 and generates a temperature correction signal to be added to the maximum fuel flow signal.
6, 57, 60, an adder 62 that adds the output signals from both signal generators, and an output upper limit to which the output of the adder 62 is applied to set the position of the output upper limit lever 11 of the minimum value selector 5. Lever operating mechanisms 41 and 63; a detector 14 that detects the limit position of the output upper limit lever 11 that rotates when the fuel flow rate increases above the continuous rated output curve and transmits a constant load increase signal to the output level discriminator 91; , an alarm transmitter 93 that receives a signal from the output level discriminator 91 in an output region exceeding the continuous rated output curve and issues a load increase alarm;
Load reduction transmitting means for receiving a signal from the output level half divider 91 in the output region exceeding the continuous rated output curve and transmitting a signal to lower the load on the turret pin that increases at the rated rotation; It is characterized by comprising a control circuit that lowers the upper limit output fuel signal E from the adder 62 after a certain period of time has elapsed from the time when the continuous rated output curve is exceeded, and controls the output upper limit lever 11 in the valve closing direction. Gas turbine control device.
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